大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程基于“三平臺(tái)”的智慧教學(xué)設(shè)計(jì)

王鳳芹，李 瑛，韓秋楓

（海軍航空大學(xué) 基礎(chǔ)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264001）

0 引 言

隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，教育發(fā)生了翻天覆地的變化。教育部關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的40 條意見中，第24 條為“重塑教育教學(xué)形態(tài)。加快形成多元協(xié)同、內(nèi)容豐富、應(yīng)用廣泛、服務(wù)及時(shí)的高等教育云服務(wù)體系，打造適應(yīng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主管理、自主服務(wù)需求的智慧課堂、智慧實(shí)驗(yàn)室、智慧校園、智慧教育（教學(xué)）……[1]”。智慧教育是依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通信等新一代信息技術(shù)所打造的物聯(lián)化、感知化、泛在化、智能化和個(gè)性化的新型教育形態(tài)和教育模式[2]。如何在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，將智慧教育落地，成為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教員亟待解決的問題。

1 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)教學(xué)模式痛點(diǎn)分析

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是高等教育各專業(yè)的必修課程，課程教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)員獲得計(jì)算機(jī)科學(xué)文化基本知識(shí)，提高學(xué)員運(yùn)用計(jì)算工具解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)員的信息素養(yǎng)和計(jì)算思維。傳統(tǒng)課堂的“5+4”教學(xué)模式，即教員“教”的5個(gè)步驟（備課、講課、提問、布置作業(yè)和批改作業(yè)）和學(xué)員“學(xué)”的4 個(gè)步驟（預(yù)習(xí)、聽課、代表回答、完成作業(yè)），分析該模式主要存在以下痛點(diǎn)。

1）課堂面向所有學(xué)員統(tǒng)一講授，很難進(jìn)行因材施教。

在計(jì)算機(jī)科學(xué)文化知識(shí)的理論課堂授課中，教員面向?qū)W員統(tǒng)一講授，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)較好的學(xué)員覺得教員講得慢，差一點(diǎn)的學(xué)員覺得教員講得快，而教員只能兼顧大部分中等學(xué)員的進(jìn)度開展教學(xué)，很難做到因材施教。

2）學(xué)員“聽得多，練得少”，未能很好地訓(xùn)練計(jì)算思維能力。

學(xué)員多數(shù)時(shí)間主要聽教員講，都是在“被動(dòng)聽”，主動(dòng)思考的機(jī)會(huì)較少，因此學(xué)員利用計(jì)算工具解決實(shí)際問題的能力、計(jì)算思維能力的提高幅度較小，只有通過實(shí)際問題的分析解決和任務(wù)實(shí)戰(zhàn)驅(qū)動(dòng)方式，才能有效提升能力。

3）教員教學(xué)設(shè)計(jì)憑經(jīng)驗(yàn)，缺少學(xué)員學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的支持。

分析學(xué)員學(xué)情，如學(xué)員的預(yù)習(xí)情況、對(duì)新知識(shí)點(diǎn)的掌握情況以及學(xué)員學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)問題，沒有學(xué)員的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)支撐，教員只能通過經(jīng)驗(yàn)判斷，很難“精準(zhǔn)”設(shè)計(jì)教學(xué)。

2 基于“三平臺(tái)”的智慧教學(xué)模式設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

針對(duì)課程的學(xué)情分析和傳統(tǒng)教學(xué)的痛點(diǎn)問題，課程組改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，借助“MOOC（Massive Open Online course ）平臺(tái)+代碼評(píng)測(cè)平臺(tái)+全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)”3 個(gè)平臺(tái)，構(gòu)建大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的智慧教學(xué)模式，按照“課前自主學(xué)習(xí)+課中邊學(xué)邊練+課后鞏固拓展”的混合式教學(xué)過程開展教學(xué)[3-4]，該模式的教學(xué)過程見圖1。

1）課前自主學(xué)習(xí)。

課前，借助MOOC 平臺(tái)，教員發(fā)布任務(wù)清單、視頻和自測(cè)題目，學(xué)員根據(jù)任務(wù)清單，通過觀看視頻完成知識(shí)點(diǎn)的自主學(xué)習(xí)，完成自測(cè)題目，并針對(duì)本節(jié)問題、任務(wù)和作業(yè)進(jìn)行思考，有疑難問題可以和同學(xué)、教員實(shí)時(shí)交流討論。學(xué)員可以通過自測(cè)題目的完成情況，有選擇地觀看視頻，提前思考教員布置的任務(wù)和作業(yè)，適時(shí)地查找資料，為任務(wù)準(zhǔn)備。教員借助MOOC 平臺(tái)數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)功能，查看學(xué)員視頻觀看情況、自測(cè)題完成情況和討論區(qū)的疑難問題，利用數(shù)據(jù)總結(jié)課堂難點(diǎn)、學(xué)員出錯(cuò)較多的地方，從而“精準(zhǔn)”設(shè)計(jì)教學(xué)。

2）課中邊學(xué)邊練。

課中，教員按照BOPPPS 教學(xué)模型（BridgeinObjectivePre-test Participatory learning Post-test Summary）展開課堂教學(xué)。首先，教員通過問題引出新知，闡明學(xué)習(xí)目標(biāo)，借助小測(cè)驗(yàn)檢測(cè)學(xué)員課前自學(xué)效果，根據(jù)MOOC 平臺(tái)的學(xué)情反饋數(shù)據(jù)，講解重難點(diǎn)和學(xué)員共同存在的問題，做到“精講留白”。接著，學(xué)員借助代碼評(píng)測(cè)平臺(tái)開展任務(wù)實(shí)作，學(xué)員在教員引導(dǎo)下邊學(xué)邊練。最后，教員展示完成較好的小組作品，課堂后測(cè)和歸納總結(jié)。

1．2．2 聲阻抗測(cè)試 聲阻抗通過對(duì)鼓膜外側(cè)聲能傳導(dǎo)過程變化的測(cè)量，了解中耳功能狀態(tài)。鼓室導(dǎo)抗圖主要分為三型［3］。A型：即鐘型，特點(diǎn)是最大聲順應(yīng)值是在正常的大氣壓（ommH2Oopa）它表明鼓膜正常，咽鼓管功能良好，見于正常耳。B型：平坦無(wú)峰，見于鼓室積液，耵聹堵塞。C型：鼓室圖形態(tài)正常，但偏負(fù)壓超過－150dapa，幅度在正常范圍，見于中耳負(fù)壓、咽鼓管功能障礙。

3）課后鞏固拓展。

課后，學(xué)員借助MOOC 平臺(tái)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)和交流討論，借助代碼評(píng)測(cè)平臺(tái)完成作業(yè)和進(jìn)行編程案例拓展、借助全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)實(shí)現(xiàn)二級(jí)題庫(kù)的自練自測(cè)；當(dāng)單元學(xué)習(xí)結(jié)束，教員借助全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)實(shí)現(xiàn)單元測(cè)試和期末測(cè)驗(yàn)。教員借助代碼評(píng)測(cè)平臺(tái)批改作業(yè)，將學(xué)員課前、課中、課后全過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集入庫(kù)，然后進(jìn)行基于數(shù)據(jù)的學(xué)員學(xué)習(xí)行為分析與預(yù)測(cè)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，教員及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，針對(duì)學(xué)員開展個(gè)性化輔導(dǎo)。

2.2 信息資源建設(shè)

1）一門MOOC 課程。

圖1 基于案例的混合式教學(xué)模式框架圖

課前學(xué)員通過國(guó)防科技大學(xué)夢(mèng)課平臺(tái)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)SPOC 課程，查看預(yù)習(xí)任務(wù)，觀看MOOC 課程教學(xué)視頻，完成視頻做配套測(cè)試題目，并思考編程任務(wù)基本思路。完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)或作業(yè)過程中有疑問的地方，可以隨時(shí)翻看視頻，再次學(xué)習(xí)。

2）一套編程實(shí)訓(xùn)任務(wù)庫(kù)。

學(xué)員課中通過代碼評(píng)測(cè)平臺(tái)登錄所在班級(jí)，查看編程任務(wù)，并編寫代碼提交，平臺(tái)自動(dòng)給出評(píng)分，若提交代碼不通過，可以不斷修改并提交；課后通過代碼評(píng)測(cè)平臺(tái)，完成編程作業(yè)的提交；開課前和課程結(jié)束后通過平臺(tái)填寫調(diào)查問卷。

3）一套全國(guó)計(jì)算機(jī)二級(jí)等級(jí)考試題庫(kù)。

在每個(gè)單元學(xué)習(xí)完和課程結(jié)束后，借助全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)，從全國(guó)計(jì)算機(jī)二級(jí)等級(jí)考試題庫(kù)中抽題組卷進(jìn)行考試，完成單元測(cè)驗(yàn)和期末測(cè)試。課余時(shí)間，學(xué)員可以通過全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)自主練習(xí)和測(cè)驗(yàn)。

MOOC 課程視頻中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整信息系統(tǒng)項(xiàng)目案例，學(xué)員可以參照實(shí)現(xiàn)課程項(xiàng)目大作業(yè)；同時(shí)，通過國(guó)防科技大學(xué)夢(mèng)課平臺(tái)，學(xué)員可以在參考資料里查看上百個(gè)趣味編程案例，激發(fā)學(xué)員的編程興趣。

2.3 課程評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

課程采用基于全過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的多元化評(píng)價(jià)，將學(xué)員課前自主學(xué)習(xí)、課中邊學(xué)邊練、課后鞏固擴(kuò)展全過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集入庫(kù)，綜合為8 項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，各占一定比例（如下式所示）。其中，MOOC 線上參與度和MOOC 線上自測(cè)成績(jī)來源于MOOC 平臺(tái)，編程實(shí)訓(xùn)任務(wù)成績(jī)、課堂前測(cè)后測(cè)成績(jī)和作業(yè)成績(jī)來源于代碼評(píng)測(cè)平臺(tái)，單元測(cè)驗(yàn)成績(jī)和期末測(cè)驗(yàn)成績(jī)來源于全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái)。

100%=MOOC 線上參與度5%+MOOC 線上自測(cè)成績(jī)5%+編程實(shí)訓(xùn)任務(wù)成績(jī)20%+課堂前測(cè)后測(cè)成績(jī)5%+作業(yè)成績(jī)15%+單元測(cè)驗(yàn)成績(jī)20%+期中測(cè)驗(yàn)成績(jī)10%+期末測(cè)驗(yàn)成績(jī)20%[5]。

3 教學(xué)特色總結(jié)

針對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)課堂的“5+4”教學(xué)模式存在的四大痛點(diǎn)，借助“MOOC 平臺(tái)+代碼評(píng)測(cè)平臺(tái)+全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)”三大平臺(tái)，構(gòu)建大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的智慧教學(xué)模式。該模式按照“課前自主學(xué)習(xí)+課中邊學(xué)邊練+課后鞏固拓展”的混合式教學(xué)過程開展教學(xué)?？偨Y(jié)該模式的教學(xué)特色為以下兩個(gè)方面。

1）基于“一課三庫(kù)”的“學(xué)、練、考”立體化學(xué)習(xí)體系。

借助“一門MOOC 課程”和“一套編程案例庫(kù)”，提高學(xué)員學(xué)習(xí)效率，滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，實(shí)現(xiàn)“我的學(xué)習(xí)我做主”，解決了痛點(diǎn)1；借助“一套編程實(shí)訓(xùn)庫(kù)”，提高學(xué)員編程技能，滿足技能培養(yǎng)需求，實(shí)現(xiàn)“練中學(xué)、練中教”，解決了痛點(diǎn)2；借助“一套全國(guó)計(jì)算機(jī)二級(jí)考試題庫(kù)”，滿足學(xué)員考試需求，實(shí)現(xiàn)“考中求勝”。

2）基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的“精準(zhǔn)”教學(xué)設(shè)計(jì)。

借助MOOC 平臺(tái)、代碼評(píng)測(cè)平臺(tái)和全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，采集學(xué)員全過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，教員根據(jù)數(shù)據(jù)反饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，針對(duì)學(xué)員個(gè)性化輔導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)“基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的精準(zhǔn)教學(xué)設(shè)計(jì)”，解決了痛點(diǎn)3。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過應(yīng)用該教學(xué)模式，學(xué)生提高了各個(gè)方面的能力。通過觀看MOOC 視頻完成預(yù)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)員自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)研究的能力；基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的編程實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)了學(xué)員的編程技能；通過小組合作完成項(xiàng)目案例大作業(yè)，培養(yǎng)了學(xué)員的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。學(xué)員在2019 年參加中國(guó)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽的獲獎(jiǎng)數(shù)量和全國(guó)計(jì)算機(jī)二級(jí)等級(jí)考試的通過率都有了明顯提升。

總結(jié)該模式應(yīng)用注意事項(xiàng)包括以下兩個(gè)方面。

1）線上內(nèi)容與線下活動(dòng)要有機(jī)融合，不要相互割裂。

線上與線下相互補(bǔ)充，有機(jī)融合，線上為線下做好基本知識(shí)點(diǎn)的鋪墊，線下是線上內(nèi)容的延伸，是線上知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用實(shí)踐，幫助學(xué)員學(xué)以致用。

2）充分利用平臺(tái)提供數(shù)據(jù)做好學(xué)情分析，開展個(gè)性化輔導(dǎo)。

課前、課中和課后借助三大平臺(tái)，收集匯總學(xué)員各個(gè)過程中的學(xué)情數(shù)據(jù)，及時(shí)做好數(shù)據(jù)分析，對(duì)于學(xué)有余力學(xué)員，推薦高級(jí)任務(wù)挑戰(zhàn)；對(duì)于學(xué)得吃力的學(xué)員，推薦輔助學(xué)習(xí)資料，進(jìn)一步消化吸收知識(shí)點(diǎn)，盡量保證每一個(gè)學(xué)員不掉隊(duì)。